基于FME的1:25万基础地理信息数据更新检查工具的设计与实现

连恒 汪露露 高胜 李中源 崔敏 刘勇雷

摘  要  1：25万基础地理信息数据更新过程中，由于原始数据本身存在正确的逻辑问题，加之作业人员更新过程中不可避免的产生偶发错误，必将影响数据更新及数据库建设的正确性及效率。本文将探究基于FME软件定制模型以辅助单纯人工比对更新增量的方法，从而达到快速高质量完成数字地图产品更新的目标。

关键词  FME;数据更新;1：25万数据库

中图分类号： P208                         文献标识码：A

Abstract： In the process of updating 1： 250000 basic geographic information data， due to the correct logical problems of the original data itself and the inevitable error pairs in the process of updating the operators， the correctness and efficiency of data updating and database construction will be affected. This article will explore the method of customizing the model based on FME software to assist the simple manual comparison of update increments， so as to achieve the goal of fast and high-quality updating of digital map products.

Keywords： FME;  data update; 1： 250000 database

近年来，随着地理信息事业的飞速发展，数字地图产品成为国民经济生产建设中不可或缺的生产资料，然而快节奏的生产建设必然对数字地图的现势性提出了更高的要求，小比例尺数字地图由于涵盖地域广、变更要素数据量庞大、拓扑关系复杂等诸多因素，在数据库更新过程中会产生庞大的工作量，需要投入和消耗大量人力和时间成本，加之更新周期缩短等客观因素的制约，急需编制一套能够有效辅助传统人工作业，降低更新工作量、工作难度且能提高成果质量的检查、处理工具。

FME是加拿大Safe Software 公司开发的海量空间数据转换处理系统，是完整的空间ETL（extact transform load）解决方案，可用于读、写、储存和转换各种空间数据和属性数据，同时还具有对空间数据进行GIS操作、对属性数据实现空间化的功能。本文主要使用FME Desktop平台，基于FME“语义转换”的概念，通过定制数据集之间的映射，使用要素操作语言，利用其在转换过程中重构数据的功能，调用空间数据操作函数，实现查找、统计、计算、空间分析、相互运算及构造图形等功能，辅助实现1：25万基础地理信息数据更新生产过程中的数据更新及检查，并实现检查结果的快速输出及定位，提高检查结果中错误类型识别的准确性。

1  1：25万基础地理信息更新工程

自2012年开始，启动了1：25万地形要素数据动态更新工程，主要是以上年度生产的1：25万地形和制图一体化存储数据为更新基础数据源，以上年度1：50000地形数据库数据成果為主要更新数据源，利用1：50000地形要素更新增量数据进行要素匹配和变化发现，采用多尺度联动更新技术方法，将其与上版1：25万地形要素数据进行要素对比、匹配，完成1：50000地形数据对1：25万地形要素图形和属性的更新[1-2]。更新工作流程见图1。

2  更新数据质量控制要点

目前使用的1：25万基础地理信息更新软件完全能够满足该工程的实施需要，但是在更新要素提取、确定、缩编及更新过程中，发现已有软件针对更新成果的检查记录存在不全面、不准确、排查量大等弊病[3]。主要存在以下问题：

（1）无效增量过多。如AGNP、RESP等点状要素存在位置变化属性不变、属性变化位置不变、属性变化位置也变化、属性位置都不变等情况，排查量大[4];

（2）更新数据提取不准确。如由于修改LRDL伪节点和未实交产生增量，而该要素实际位置（或位置变化未达到更新指标）和属性未发生变化;

（3）属性与要素实体不对应。如AANP，AGNP与实体对应检查结果不全面、不准确，并且PIPL不能判断2个名称以上的实体与地名点的对应情况，导致排查量过大;

（4）原始数据大量错误。存在伪节点、悬挂、未实交较多，已有程序检查结果中没有进行其与附属设施关系的分析，真实错误排查量大。

3  工具开发思路及实现

3.1 排查无效增量

根据AGNP、RESP等点状要素的变化状态，通过调用PointOnPointOverlayer（点和点的空间叠加）、PointOnAreaOverlayer（点面叠加）、LineOnLineOverlayer（线线叠加）、Tester（筛选）、AttributeManager（属性赋值）等模块对原始数据及更新数据进行比对分析，识别属性及位置的变化状态，提取变化要素并输出。转换器如图2所示。

3.2 提取更新数据

针对原始25万基础地理信息数据中的某一线状要素层建立缓冲区，调用Tester（筛选）、LineOnAreaOverlayer（线面叠加）、LineCombiner（线连接）、LengthCalculator（线长度计算）等模块，将其属性与所属面建立空间关联，通过属性对比筛选出属性变化要素，并创建结果要素，导出更新数据。转换器如图3所示。

3.3 属性与要素实体比对

将25万基础地理信息数据库中的AANP、AGNP等要素与实体进行关联，调用Tester（筛选）、PointOnLineOverlayer（点线叠加）、PointOnAreaOverlayer（点面叠加）、PointOnPointOverlayer（点点叠加）、TestFilter（按属性分类）、GeometryFilter（按几何类型分类）、AttributeSplitter（属性分隔）、AttributeManager（高级属性计算）等模块，进行点面、线面要素属性一致性比对分析，提取不一致要素并输出。转换器如图4所示。

3.4 原始数据检查工具

原始数据中存在大量的伪节点、悬挂、未实交等情况，通过提取首末点，调用CoordinateExtractor（坐标点属性提取）、VertexCreator（生成坐标点）、Tester（筛选）、PointOnPointOverlayer（点点叠加）、AttributeManager（高级属性计算）等模块，将所有点进行空点叠加，筛选出没有重复的点，对点要素建立缓冲区并与原始的线、面建立空间关联，未关联上的判断为合理悬挂，关联上的判断为不合理悬挂，并输出不合理悬挂要素。转换器如图5所示。

由于检查涉及较多的数据要素层，可以将功能相同的转换器组合成一个复合转换器，减少模板负荷，最终模型如图6。

4  工程应用测试

2012年国家测绘地理信息局启动了1：25万数据库联动更新工作，用时两年时间完成。并同步完成了1：25万制图数据库，形成图库一体的数据管理模式。随后每年度开展动态更新工作，应用上述设计成果，在2017年度更新工作中选取不同数据量的图幅进行了工具测试，经对结果进行分析，数据分析用时、效率、准确性大大提高，常规作业模式效率为1000条/人.天，而使用工具在数小时即完成数据排查、提取工作，数据量分析见表1。

5  结语

1：25万基础地理信息数据更新检查工具开发的目的是弥补现有建库软件检查结果的不足，根據作业需求通过工具的开发拓展现有的功能，实现检查结果的准确性，减少人工排查的工作量，提高工作效率。通过该工具在生产过程中的应用，检验了该工具的可靠性，达到了设计的目的。在工具设计及实现的过程中，仍发现存在诸多不足，不能满足所有要素的检查需要。但是，该工具可根据生产需要继续扩展和开发[5-6]。

参考文献/References

[1] 刘建军，李雪梅，张元杰等. 《国家 1 ∶ 25 万基础地理信息数据库联动更新技术设计与工程应用》[J].测绘通报，2016（ 4） .

[2] 孙延梅.《浅谈基于 Arc GIS9.3 的 1：25 万现状图缩编》[J].测试工具与解决方案，2014.8.

[3] 闫会杰，王海燕，冉隆思.《浅谈国家 1∶25 万地形图更新制图数据制作中的几个技术问题》[J].测绘技术装备.2017年第1期.

[4] 钟全保，付丽华，窦振华.《基于35技术的1：25万地形数据库更新》[J].测绘技术装备.2013年第3期.

[5] 倪军波.《1_25万数据库更新研究》[A].山东科技大学， 2005.

[6] 池淑文，张淑梅.《基于ARC江NFO与ERDAS的宁夏1：25万地理信息数据库的更新》[J].测绘技术装备. 2013年增刊.